A “dureza” da água pode ser “temporária” ou “permanente”.
a. O que provoca a dureza e como pode ser eliminada em cada caso?
b. Explique por que zeólitas naturais, resinas de troca iônica sintéticas e polifosfatos podem ser utilizadas no tratamento de águas “duras”.
a. O que provoca a dureza e como pode ser eliminada em cada caso?
b. Explique por que zeólitas naturais, resinas de troca iônica sintéticas e polifosfatos podem ser utilizadas no tratamento de águas “duras”.
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que causa a dureza “temporária” e a dureza “permanente” da água e como cada uma pode ser eliminada (item a) e, em seguida, justificar por que zeólitas naturais, resinas de troca iônica sintéticas e polifosfatos são úteis no tratamento de águas duras (item b). Vamos usar conceitos de química aquosa, precipitação e troca iônica.
Passo 2
A dureza da água é devida aos íons
e
dissolvidos. Quando esses cátions provêm de sais de bicarbonato, fala-se em dureza temporária; quando provêm de sulfatos, cloretos ou outros sais estáveis, fala-se em dureza permanente.
Passo 3
Dureza temporária: causada pelos bicarbonatos de cálcio e magnésio
e
.
Ao ferver a água ou adicionar cal , esses sais se decompõem e precipitam:
Ao ferver a água ou adicionar cal
Os sólidos formados podem ser removidos por filtração ou decantação.
Passo 4
Dureza permanente: causada por sais como
,
,
,
, que não se decompõem por fervura. Para eliminá-los usam-se:
• Precipitação química com carbonato de sódio :
• Precipitação química com carbonato de sódio
• Adição de cal
, gerando espécies insolúveis.
• Métodos de troca iônica.
• Métodos de troca iônica.
Passo 5
Zeólitas naturais são aluminosilicatos com cavidades carregadas negativamente, contendo originalmente
. Na passagem da água dura ocorre troca iônica:
O mesmo vale para
, diminuindo a concentração de íons que causam dureza.
Passo 6
Resinas de troca iônica sintéticas são polímeros com grupos ativos (por exemplo,
) que capturam
e
e liberam
ou
, suavizando a água.
Passo 7
Polifosfatos atuam como sequestrantes (quelantes) de
e
, formando complexos solúveis do tipo
ou
, que impedem a precipitação e a formação de incrustações.
Resposta
a. A dureza temporária vem de
e
e é removida por fervura (precipitação de
e
) ou adição de cal
. A dureza permanente vem de sais solúveis como sulfatos e cloretos de
e
e requer precipitação química (por exemplo, com
) ou troca iônica.
b. Zeólitas naturais e resinas trocam e
por
, removendo os íons que endurecem a água. Polifosfatos sequestram
e
em complexos solúveis, evitando precipitados e incrustações.
b. Zeólitas naturais e resinas trocam